BIM技术在装配式住宅项目施工中的应用实践分析

林长胜，于丹，张继鲁，刘宁，刘广蕴，付东伟

（中建二局第四建筑工程有限公司）

1 引言

融创·宜和园项目位于湖北省宜昌市西陵区唐家湾路，总建筑面积27.34万m2，结构形式有装配式结构、框剪结构。建筑组成：A1地块洋房；C1、C2地块洋房+高层；C3地块高层（装配式建筑）。地上住宅29个单元，住宅户数为1693户；地下车库局部二层，项目计划分四期实施。总投资约13亿元，装配率52%，总工期600日历天（见图1）。

图1 项目照片

施工中主要应用BIM软件：建模软件Revit、SketchUp，装配式插件Beepc、Rlite‐APP，常规插件橄榄山、红瓦族库大师，平台软件BIM5D、CCBIM、PCMES数字化工厂，视频制作软件Lumion、Fuzor、AE、PR。

2 场地规划

2.1 整体规划

对项目内环境及周边环境进行考察，确定不利因素，及时把控；利用BIM技术辅助进行现场场地三维策划。现场大型机械设备、安全体验区、质量样板区、预制构件堆放区、物资仓库、加工区，临建办公区、生活区等合理布置，有效减少二次搬运，提高场地利用率［1］。

2.2 机械设备

利用BIM技术，对塔吊的覆盖范围、塔吊防碰撞可视化模拟，验证可行性。现配有A1地块3台施工电梯、4台塔吊；C1、C2地块7台施工电梯、10台塔吊；C3地块5台施工电梯、8台塔吊。施工电梯型号为SC200，塔 吊 型 号 为：TC6012A、TC7525、TC7030。

根据项目所在区域大型塔吊规格，吊运参数，构件堆场位置等，提前确定最大吊重，拆分PC构件，其中D5#最大构件质量为4.10t，D3#、D6#最大构件质量为4.53t。

根据构件质量及现场情况，三栋装配一台TC7525、两台TC7030塔吊。

运输车尺寸约20m×4m，通过液压升降机，在停车区域原地卸货。堆场控制在塔吊35m范围内，卸货后直接开始吊装，尽量减少不必要的堆场面积（见图2）［2］。

图2 PC构件

3 PC（Precast Concrete）构件

3.1 PC构件拆分

项目在进场前就与设计院共同协作完成了采用装配式楼栋的建筑、结构、机电建模，并结合项目塔吊型号、位置，总平规划、行车路线等实际工况，提出PC构件拆分策划。通过设计符合验算后确定拆分方案［3］。

通过详细地计算、模拟，最终将装配式结构拆分为：叠合板（45种）、预制剪力墙（19种）、预制外填充墙（20种）、预制楼梯（4种）、预制空调板（4种）、预制凸窗板（8种）、预制内墙板（15种）、预制设备平台（2种）等构件。

3.2 PC构件深化

在完成PC构件的拆分后，项目根据各类施工图搭建三维模型，组织开展构件拆分后的二次深化，并将装配式结构与现浇结构进行结合比对，模拟进行现场施工，达到传统式拼装的效果，尽可能在深化设计阶段解决可能出现的施工问题。对机电模型细化到插座等末端，预制构件留孔及预埋管线位置（强弱电箱，线盒，水管压槽，空调排气、燃气、水管、电气埋管）冲突等进行碰撞检测、优化调整。采用预制叠合楼板60mm+80mm现浇技术，线盒、PVC管件均在工厂内预留完成。利用BIM技术深化预制构件，包括烟风道洞口、吊点预埋、电盒预埋及板边企口设计等，避免在施工过程中再进行整改。工厂流水线生产，现场安装节约工期30%以上。

3.3 PC构件运输优化

运输车尺寸约20m×4m，使用草图大师软件模拟飘窗、墙板、叠合板等构件固定位置、角度，运输车辆车速等因素，最终确定装车、运输方案，确保车辆各部位受力均衡，保障运输安全。

3.4 PC构件定位安装

转化层采用槽钢辅助定位，槽钢尺寸规格根据BIM深化后的图纸进行加工生产，以达到完全符合现场多种剪力墙类型的定位槽钢。

3.5 PC构件斜撑优化

在工厂加工前进行PC构件模拟拼装，确定各构件位置，提前进行斜撑位置确定，避免后期现场安装时斜撑碰撞，灌浆套筒连接是预制构件竖向连接的主要方式，项目利用BIM技术，解决套筒与剪力墙内钢筋冲突问题，避免竖向钢筋堵孔，提升构件质量。

4 机械设备

4.1 塔吊附墙优化

通过BIM建立模型，明确塔吊附墙位置，检查塔吊附墙杆与爬架主框架、塔吊附墙位置与爬架附墙位置冲突是否碰撞相互影响，如有冲突，建议调整此部位爬架附墙支座间距，并提前规避。提前与设计沟通，塔吊附墙位置采用现浇结构，辅助设计院做好PC构件拆分。

4.2 爬架优化

进行爬架建模并与结构主体进行检查，发现不利附着位置及时优化（结构凹陷处、边缘缺失、边缘上反、飘窗板位置、屋檐悬挑等），在PC构件上准确预留附墙支座穿墙螺杆位置；根据BIM模型提前优化特殊部位（阴阳角、飘窗、阳台）翻板，做到现场安装封闭美观；优化第三道附墙支座位置，避免爬架悬臂端超规范要求。

5 PC构件信息化管理

5.1 BIM+数字化生产管理

为了确保PC构件的生产加工及运输安装，确保项目工期，延伸BIM模型所包含信息的使用价值，项目联合PC构件生产厂家，使用数字化生产管理平台统一管理PC构件，将BIM模型的信息导入平台中，借助平台数据驱动、灵活可配置的优势，实现实时协同系统。通过一物一码、构件溯源、堆场管控、自动报表，用轻量高效的方式帮助PC构件厂家提高生产效率、降低制造成本。

使用BIM+数字化生产管理平台，通过对构件存放堆场、运输车辆、施工现场的数字化管理，确保从生产到安装的实时监控（包括构件数量、构件型号库、订单列表显示、生产订单维护、发运信息、堆场库存量、进度统计、不合格产品统计等），从而省掉构件现场堆放、二次吊运环节，实现卸车吊装一次完成。

项目通过二维码从构件加工、运输、安装进行全流程跟踪，各参与方可以通过PC构件上的二维码获取相应构件设计、加工、运输、施工全流程信息。

①装配式施工总包提前介入设计，及时与设计、装配式厂家沟通进行构件深化（结构、建筑、机电、装修），避免后期各种不可控问题，影响施工进度。

②PC构件拆分尽可能少规格、多组合，减少构件种类，降低建造成本，考虑机械设备吊运能力。

③利用BIM技术提前将土建模型、塔吊、施工电梯、爬架等综合在一起，优化考虑，将冲突解决在施工之前。

④利用BIM技术对铝模进行深化，并模拟拼装，将过梁、墙垛、反坎、抹灰企口、门窗企口、滴水线一次浇筑成型，减少二次结构工程量，提高施工效率。

⑤利用revit软件，在进行机电管理综合前，需提前进行二次砌筑深化（构造柱、墙垛、过梁），方便后期机电预留洞深化出图（地下室）。

⑥BIM技术应用软件操作重插件、重技巧、重环节流程；提前发现问题、解决问题，重技术、重沟通。